Module

Somme et produit de deux variables aléatoires réelles

Somme et produit de deux variables aléatoires

Exemple résolu Lois de la somme et du produit de deux tirages réservé aux comptes

Propriété Calcul des lois de la somme et du produit

La loi de probabilité de la variable aléatoire \(X+Y\) est définie par :

\[(X+Y)(\Omega)=\{x_i+y_j\mid(i,j)\in I\times J\}.\]
\[\forall k\in(X+Y)(\Omega),\quad p(X+Y=k)=\sum_{x_i+y_j=k}p\bigl[(X=x_i)\cap(Y=y_j)\bigr]=\sum_{i\in I}p\bigl[(X=x_i)\cap(Y=k-x_i)\bigr].\]

La loi de probabilité de la variable aléatoire \(XY\) est définie par :

\[(XY)(\Omega)=\{x_iy_j\mid(i,j)\in I\times J\}.\]
\[\forall k\in(XY)(\Omega),\quad p(XY=k)=\sum_{x_iy_j=k}p\bigl[(X=x_i)\cap(Y=y_j)\bigr].\]

Théorème Somme de deux lois binomiales indépendantes

Soient \(n,m\in(\mathbb{N}^*)^2\) et \(p\in]0,1[\).

Soient \(X_1\) et \(X_2\) deux variables aléatoires indépendantes telles que :

\[X_1\sim\mathcal{B}(n,p)\quad\text{et}\quad X_2\sim\mathcal{B}(m,p).\]

Alors \(X_1+X_2\) suit une loi binomiale :

\[X_1+X_2\sim\mathcal{B}(n+m,p).\]

Exemple résolu Somme du nombre de piles et du nombre de trois réservé aux comptes

Théorème Espérance de la somme et du produit

\(X+Y\) et \(XY\) admettent une espérance :

\[E(X+Y)=E(X)+E(Y).\]
\[E(XY)=\sum_{i\in I}\sum_{j\in J}(x_iy_j)\,p\bigl[(X=x_i)\cap(Y=y_j)\bigr].\]

Exemple résolu Calcul de l’espérance d’un produit réservé aux comptes

Théorème Espérance du produit de variables indépendantes

Si \(X\) et \(Y\) sont indépendantes, alors \(E(XY)=E(X)E(Y)\).

Remarques Remarques

Remarque Contraposée de l’égalité des espérances

Si \(E(XY)\ne E(X)E(Y)\), alors \(X\) et \(Y\) ne sont pas indépendantes.

Remarque Absence de réciproque

La réciproque est fausse.